Technologia światłowodowa rządzi się swoimi prawami. Wynikają one m.in. ze sposobu rozchodzenia się promienia świetlnego w rdzeniu przewodu optycznego. Kluczową rolę odgrywa tu tzw. prawo Snella. Niniejszy tekst pomoże nam zapoznać się z jego treścią.
Czym jest światłowód i łączność optyczna?
Informacja płynąca w światłowodzie to nic innego jak sygnał świetlny o określonej długości. Sygnał ten ma ściśle określone parametry, które pozwalają identyfikować zawartą w nim treść. Jak działa światłowód?
Otóż jest to przewód optyczny, który:
składa się z trzech warstw, to jest rdzenia, płaszcza oraz osłony kevlarowej,
wykonany jest przede wszystkim z włókna szklanego i tworzywa sztucznego,
zawiera jedną lub kilka wiązek światła (przewody jednomodowe i wielomodowe).
Sygnał świetlny płynący w światłowodzie odbija się od wewnętrznej części, czyli tzw. płaszcza. Dzięki temu może być wykorzystywany w branży przemysłowej, komunikacyjnej i teleinformatycznej. Technologia optyczna pozwala w stabilny sposób doprowadzać sygnał nawet do wielu użytkowników jednocześnie i to z zachowaniem przepustowości rzędu terabajtów na sekundę.
Właściwości światłowodu a prawo Snelliusa
Doskonałe parametry transmisyjne światłowodu tłumaczy prawo Snelliusa. Oto jego najważniejsze zasady w odniesieniu do tego, czym jest transmisja sygnału w wiązce.
Fala świetlna zmienia kierunek rozchodzenia się wtedy, gdy przepływa do ośrodka charakteryzującego się innym współczynnikiem załamania światła.
Gdy współczynnik załamania światła drugiego ośrodka jest większy, kąt załamania promienia świetlnego jest mniejszy niż kąt padania.
Co to oznacza w praktyce? Jeśli mamy do czynienia z jednorodnym ośrodkiem (rdzeniem), to promień odbity znajduje się w takiej samej płaszczyźnie względem niego, co promień padający. Oznacza to również, że światło w całości odbija się od wewnętrznej części płaszcza, przez co transmisja (teoretycznie) jest bezstratna. Oczywiście przy dotarciu sygnału do przeciwległej ścianki sytuacja się powtarza i znów jest on symetrycznie odbity w stronę osi przewodu optycznego.
Czy powyższy sygnał może być w jakikolwiek sposób mierzony? Otóż tak. Do jego pomiaru może zostać wykorzystany reflektometr OTDR, który służy do analizy toru światłowodowego, wykorzystując do tego celu promień świetlny rozproszony wstecznie oraz odbity od elementów architektury optycznej. Z kolei do pomiaru mocy sygnału światłowodowego wykorzystywany jest miernik światłowodów zwany też miernikiem mocy optycznej.
Więcej informacji na temat techniki światłowodowej, jak i urządzeń wykorzystywanych do diagnostyki torów optycznych można znaleźć na stronie https://www.teleoptics.com.pl/.